随着电力电子半导体器件制造水平的不断提高和数字控制技术的发展,高频隔离双向DC/DC变换器在电动汽车、分布式发电、轨道交通等领域得到了广泛的应用。LLC谐振变换器具有优良的软开关特性,一直是DC/DC变换器领域的研究热点之一。本文以原、副边对称的CLLLC谐振变换器为研究对象,结合其在电力机车能量无火回送中的应用,分析工作原理,并就其软启动、能流换向、宽范围电压输入问题展开研究。首先,分析CLLLC变换器的工作原理和不同工作状态,利用基波近似法建立变换器基波等效电路模型,分析求得CLLLC变换器增益特性曲线,分析设计参数对变换器性能的影响,分析CLLLC变换器定频移相控制时各模态的工作特性,为CLLLC变换器多模态控制奠定理论基础。其次,针对CLLLC变换器软启动问题进行研究,提出了一种改进的移相控制与调频控制相结合的软启动控制策略。基于电压电流检测相结合的能流换向检测算法,提出了一种可以改善变换器换向瞬间特性的控制策略,实现CLLLC变换器平稳地能量换向。为了提高CLLLC变换器宽范围电压输入调整,本文采用主电路拓扑切换+定频移相控制+调频控制的混合式控制策略,实现CLLLC变换器不同电压输入范围时的调节控制。然后,开展变换器主功率器件选型和高频变压器设计工作,并对电流采样、电压采样、驱动电路、通信电路等辅助电路进行硬件设计,制作了一台输入99V～121V,输出600V,功率2kW的CLLLC变换器实验样机。最后,进行实验验证,结果表明,采用本文研究的控制策略,CLLLC变换器可以实现平稳的软启动,变换器能流换向切换平稳,可以在一定程度上拓宽变换器的电压输入范围,验证了本文针对软启动、能流换向、宽范围电压输入控制策略的合理性和有效性。